東レは、電気自動車やハイブリッド車用のリチウムイオン二次電池のセパレータ向けに200度の高温下でも形状や寸法の変化がない世界最高レベルの耐熱性と高い難燃性を達成した「微多孔アラミドフィルム」の開発に成功したと発表した。
リチウムイオン二次電池は、高容量・高出力が特長で、今後はハイブリッド車や電気自動車のほか、定置用電源など様々な分野への適用拡大が見込まれている。セパレータは、リチウムイオン二次電池の正極と負極の電気的短絡を防ぐ重要な機能を担っており、大きな電気エネルギーを安全に充放電するためのキーマテリアルとなっている。
現在、セパレータには、主にポリエチレンなどの多孔質プラスチックが用いられており、電池温度が上がるとプラスチックが溶けて孔がふさがり、電流を遮断する安全機構を持つ。
しかし、次世代の電気自動車は、電池の大型化・高容量化が進むため、異常発生時に放出される熱エネルギーが大きくなると、電池内の温度上昇が大きくなるため、セパレータが変形・収縮して電気ショートのリスクが高まる。高温下でも寸法変化が小さく、正極と負極の絶縁性を保つことができる高耐熱セパレータ材料の開発が求められていた。
東レが開発した世界最高レベルの耐熱性と高い難燃性を持つ「微多孔アラミドフィルム」は、独自のアラミドポリマーをベースに、高分子設計技術とナノアロイ技術を駆使し、微多孔形成能の高いポリマーを新たに設計した。
多孔膜は均一でバラツキの小さい網目状構造を形成しており、空孔率が高く経路長が短いため、リチウムイオン二次電池のセパレータとして用いた場合に高出力が期待できる。また、200度の高温下でも形状や寸法、孔構造ともに変化がない高い耐熱性と難燃性を実現、セパレータの変形・収縮による電気ショートを防ぎ、安全性を確保した。
今回開発した微多孔アラミドフィルムは、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタなどのセパレータをはじめ、高耐熱、耐薬品性フィルターなど、幅広い用途展開を目指す。すでに一部自動車メーカーにサンプル出荷しており、2015年ごろの実用化を目指す。
